THALES自動(dòng)化系統(tǒng)最低安全高度告警(MSAW)的研究

于琳

摘要：本文主要介紹了THALES自動(dòng)化系統(tǒng)中的MSAW告警功能，MSAW告警是最低安全高度告警的簡(jiǎn)稱(chēng)，這個(gè)功能是當(dāng)系統(tǒng)探測(cè)到飛行器在一個(gè)預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔后將要進(jìn)入到預(yù)先設(shè)定的MSAW區(qū)域是，給相關(guān)管制員的做的提醒。通過(guò)對(duì)MSAW告警原理、告警機(jī)制、觸發(fā)條件的講解，技術(shù)人員可以方便的通過(guò)日志查詢(xún)分析關(guān)于MSAW告警的相關(guān)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：3個(gè)MSAW告警;THALES自動(dòng)化系統(tǒng);沖突級(jí)別

中圖分類(lèi)號(hào)：V355.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）01-0028-02

0 引言

空中交通管制中自動(dòng)化系統(tǒng)是保障航空安全、高效運(yùn)行的重要工具。兩項(xiàng)告警功能是其重要的組成部分。兩項(xiàng)告警即為STCA告警和MSAW告警，是管制員使用自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，最重要的兩項(xiàng)告警功能。本文旨在介紹THALES自動(dòng)化系統(tǒng)中MSAW告警的原理和告警的處理機(jī)制，為技術(shù)人員提供幫助。

1 MSAW告警原理

最低安全高度告警功能是系統(tǒng)綜合計(jì)算飛行器的航跡高度、飛行狀態(tài)（上升或下降）、位置和飛行方向以及MSAW區(qū)域信息，當(dāng)預(yù)測(cè)到飛行器在對(duì)應(yīng)的MSAW區(qū)域?qū)⒌陀跀?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)定的最低高度時(shí)，發(fā)出告警通知該扇區(qū)的管制員。同短期沖突告警一樣，系統(tǒng)提供預(yù)警的功能，即“向前看”一段時(shí)間。時(shí)間長(zhǎng)短可由管制員來(lái)預(yù)先設(shè)定。

MSAW告警離線(xiàn)定義的區(qū)域分為：地表危險(xiǎn)物和障礙物。（1）地表危險(xiǎn)物（TERRAIN_HAZARD）是一個(gè)矩形的地理區(qū)域。每個(gè)方格設(shè)定最小安全高度。（2）障礙物（OBSTACLES），設(shè)定為由中心圓半徑和最低安全高度構(gòu)成的圓柱型。系統(tǒng)使用不同的多個(gè)圓柱體模擬一個(gè)障礙物。

2 MSAW告警處理的航跡標(biāo)準(zhǔn)

MSAW告警處理的標(biāo)準(zhǔn)條件是根據(jù)一個(gè)系統(tǒng)屬性MSAW_ ELIGIBILITY設(shè)定的。如果MSAW_ELIGIBILITY屬性指明一個(gè)飛行計(jì)劃滿(mǎn)足MSAW告警使用，而且以下所有的條件都滿(mǎn)足，那么該飛行計(jì)劃的系統(tǒng)航跡應(yīng)該進(jìn)入MSAW告警計(jì)算：（1）這個(gè)航跡沒(méi)有在預(yù)先設(shè)定的抑制區(qū)內(nèi)。（2）這個(gè)航跡不是在二次代碼抑制范圍（系統(tǒng)參數(shù)：RDF_RAC_INHIBITED_CODE）內(nèi)的二次代碼。（3）這個(gè)航跡沒(méi)有過(guò)期（航跡的高度更新時(shí)間大于系統(tǒng)參數(shù)：RDF_AGED_ ALTITUDE）或者航跡高度不是未知。（4）這個(gè)航跡和一個(gè)飛行計(jì)劃在管制（controlled）、移交（handed-over）或首次移交（handed-over first）的狀態(tài)航班相關(guān)。（5）相關(guān)的飛行計(jì)劃沒(méi)有在抑制（HOLDING）狀態(tài)。（6）相關(guān)的飛行計(jì)劃的航班號(hào)不在系統(tǒng)設(shè)定的航班號(hào)抑制組中（RDF_RAC_INHIBITED_CALLSIGN）。（7）如果離線(xiàn)參數(shù)RDF_ MSAW_VFR_ACT被設(shè)定為T(mén)RUE，那么此航跡不能是遵循目視飛行規(guī)則的航跡。

注：管制員對(duì)指定的飛行計(jì)劃能夠抑制告警的聲音和顯示。

3 MSAW告警處理

每n個(gè)系統(tǒng)周期MSAW告警（MSAW_UPDATE_PERIOD）進(jìn)行更新計(jì)算。

為了探測(cè)和地表危險(xiǎn)區(qū)的沖突，MSAW功能進(jìn)行如下計(jì)算：（1）使用每個(gè)雷達(dá)馬賽克區(qū)域自動(dòng)離線(xiàn)生成的地表危險(xiǎn)物的列表，確定系統(tǒng)航跡在前探時(shí)間（MSAW_LOOK_AHEAD_TIME）內(nèi)將要穿過(guò)的地表危險(xiǎn)區(qū)。（2）確定每個(gè)通過(guò)預(yù)測(cè)系統(tǒng)航跡的高度和系統(tǒng)中每個(gè)地表安全高度的最大高度（最小安全高度塊的高度+垂直安全邊界），確定垂直沖突的時(shí)間間隔。（3）當(dāng)探測(cè)到一個(gè)垂直沖突，確定地表危險(xiǎn)區(qū)是否和系統(tǒng)航跡在水平方向上的預(yù)測(cè)矢量有重合。確定水平方向上的沖突時(shí)間間隔。（4）當(dāng)水平和垂直的時(shí)間間隔重疊時(shí)，計(jì)算沖突時(shí)間。

系統(tǒng)航跡預(yù)測(cè)值等于（最低安全高度+垂直安全邊界）時(shí)，認(rèn)為航跡是在MSAW區(qū)域外。

4 MSAW沖突級(jí)別處理

當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，沖突的等級(jí)由一個(gè)增長(zhǎng)的沖突探測(cè)計(jì)數(shù)表示。當(dāng)之前計(jì)算出的告警沒(méi)有再次探測(cè)到告警時(shí)，一個(gè)避免告警計(jì)數(shù)會(huì)增加。

M=（n-1） * MSAW_UPDATE_PERIOD + 1，n是連續(xù)避免沖突的次數(shù)。

當(dāng)M大于MSAW_INTENSITY_THRESHOLD參數(shù)時(shí)，沖突解除。

當(dāng)M等于0時(shí)，沖突再次發(fā)生。

如果沖突等級(jí)超過(guò)一個(gè)最大值（MSAW_INTENSITY_ THRESHOLD）或者在告警時(shí)間（MSAW_WARNING_TIME）內(nèi)探測(cè)到有告警，那么會(huì)有一個(gè)告警在人機(jī)界面顯示。

5 MSAW告警的記錄特點(diǎn)

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出MSAW告警時(shí)，系統(tǒng)會(huì)記錄下當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)，警告輸出包括以下信息：（1） 特定系統(tǒng)航跡的航跡號(hào);（2）相關(guān)的MSAW區(qū)域;（3）沖突的狀態(tài)（初期，迫近，或解除）;（4）沖突的級(jí)別;（5）計(jì)算出的沖突時(shí)間。在一個(gè)現(xiàn)存的沖突解除時(shí)或當(dāng)航跡變成不符合計(jì)算條件時(shí)發(fā)生“解除告警”。

系統(tǒng)Trace主機(jī)對(duì)MSAW告警數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，每當(dāng)探測(cè)到MSAW時(shí)系統(tǒng)都會(huì)記錄以下數(shù)據(jù)：（1）相關(guān)航跡的航班號(hào)和未相關(guān)航跡的二次代碼;（2）相關(guān)的MSAW告警區(qū)域;（3）預(yù)測(cè)的位置和高度;（4）沖突開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間。

在THALES系統(tǒng)探測(cè)到有MSAW告警時(shí)，在日志中會(huì)出現(xiàn)Alert raised：IRDP_START_MSAW_ALERT一行。之后會(huì)寫(xiě)明發(fā)生告警飛機(jī)的航班號(hào)和系統(tǒng)為其分配的航跡號(hào)，以及發(fā)生告警時(shí)飛機(jī)所處的經(jīng)緯度。

在Alert raised一行出現(xiàn)之前，系統(tǒng)進(jìn)行航跡的告警合格性判斷。內(nèi)容包括MSAW告警區(qū)域的名稱(chēng)，MSAW告警高度加上飛行邊界的值，預(yù)測(cè)的最低高度，預(yù)測(cè)的最高高度，以及將要發(fā)生告警的時(shí)間。

在系統(tǒng)計(jì)算出此航班不滿(mǎn)足MSAW告警條件時(shí)，出現(xiàn)Alert raised： IRDP_STOP_MSAW_ALERT一行，并在之后記錄飛機(jī)的航班號(hào)、航跡號(hào)以及取消告警時(shí)的經(jīng)緯度。

6 結(jié)語(yǔ)

本文總結(jié)了MSAW告警的原理和告警的處理?xiàng)l件，為T(mén)HALES空管自動(dòng)化系統(tǒng)的告警分析和告警控制提供了參考，使用者可以根據(jù)相關(guān)告警參數(shù)的修改，在減少虛告警和保障飛行安全上找到平衡，更好地為管制員服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)民用航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MH/T 4022-2006《空中交通管制自動(dòng)化系統(tǒng)最低安全高度告警及短期飛行沖突告警功能》[Z].2006.